一种基于冠层多光谱的烤烟鲜烟叶叶绿素含量测定方法

摘要

一种基于冠层多光谱的烤烟鲜烟叶叶绿素含量测定方法，其特征在于：该方法是采用多光谱辐射计对团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱进行测定，构建植被指数，并在实验室采用比色法测定对应植株倒数第5片叶中部的叶绿素含量，利用统计学方法建立利用冠层光谱参数反演叶片叶绿素含量的模型；测定待测样本的冠层光谱参数，输入模型，进而实现对烤烟叶片叶绿素含量的测定。本发明的测定方法与现有技术相比有以下优势：1.原位测定，不需要取样，对烟株无损伤；2.不需化学试剂；3.与高光谱辐射计相比有较大的成本优势，更适用于农业生产；4.只需获得550nm和730nm两通道的数据就可以完成测定，数据处理方法和过程简便。

主权项

一种基于冠层多光谱的烤烟鲜烟叶叶绿素含量测定方法，其特征在于：该方法是采用多光谱辐射计对团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱进行测定，构建植被指数，并在实验室采用比色法测定对应植株倒数第5片叶中部的叶绿素含量，利用统计学方法建立利用冠层光谱参数反演叶片叶绿素含量的模型；测定待测样本的冠层光谱参数，输入模型，进而实现对烤烟叶片叶绿素含量的测定，具体步骤如下：1).校正样本光谱数据库的建立，选取有代表性烤烟植株，测定其团棵期到现蕾前期的冠层光谱；将校正样本冠层光谱原始反射率录入数据库，并利用原始冠层光谱反射率构建差值植被指数(DVI)比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)，RVI(λ1，λ2)＝ρλ1/ρλ2，DVI(λ1，λ2)＝|ρλ1‑ρλ2|，NDVI(λ1，λ2)＝|ρλ1‑ρλ2|/(ρλ1+ρλ2)，其中ρ为反射率，λ1、λ2分别代表参与植被指数计算的两个波段；2).校正样本叶绿素含量的实验室测定，结合步骤1)，在测定校正样本冠层光谱数据后，取下对应烟株倒数第5片烟叶带回实验室，取叶子中部剪碎混匀，称取0.2g，比色法测定其叶绿素a、叶绿素b含量，并计算其叶绿素总量和叶绿素a/b；3).预测模型的构建，采用统计方法分析冠层光谱参数与叶绿素含量之间的定量关系，通过比较拟合方程的决定系数，构建模型如下：叶绿素a含量＝0.250×RVI(730，550)1.511，(n＝45，R2＝0.823**) I；叶绿素b含量＝0.049×RVI(730，550)1.841  (n＝45，R2＝0.883**) II；其中n为样本量，R2为决定系数，**表示模型具有极显著意义，联合模型I和模型II，计算叶绿素总量和叶绿素a/b，即叶绿素总量＝叶绿素a含量+叶绿素b含量，叶绿素a/b＝叶绿素a含量/叶绿素b含量；4).预测模型的检验，在烤烟团棵期到现蕾前期，随机选取45株，按照步骤1)描述方法测定冠层光谱；按照步骤2)实验室测定其倒数第5片叶叶绿素含量；将冠层光谱代入步骤3)中构建的预测模型，输出叶绿素含量，根据实测叶绿素值与预测叶绿素值对模型进行检验，经计算，模型I的预测值与实测值拟合曲线决定系数为0.7938，根均方差为0.2039；模型II的预测值与实测值拟合曲线的决定系数为0.8406，根均方差为0.0587；5).待测样品冠层光谱的测定，在烤烟团棵期到现蕾前期，按照步骤1)中描述的校正样品冠层光谱的采集方法对待测样品的冠层光谱数据进行测定；6).待测样品叶绿素含量的测定，按照步骤1)描述的方法对测定样品的冠层多光谱进行测定，并将待测样品的RVI(730，550)输入步骤3)所建模型，分别得出待测样品的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量和a/b。